Wi-Fi Framework

Apresentamos um framework para realizar experimentos Wi-Fi mais facilmente. Pode ser usado para criar fuzzers, implementar novos ataques, criar provas de conceito para testar vulnerabilidades, automatizar experimentos, implementar suítes de teste, e assim por diante.

A principal vantagem do framework é que ele permite reutilizar a funcionalidade Wi-Fi do Linux para implementar ataques e/ou testes mais facilmente. Por exemplo, o framework pode conectar-se a redes Wi-Fi (protegidas) por você e pode transmitir beacons para você ao testar clientes. Em geral, qualquer funcionalidade Wi-Fi do Linux pode ser reutilizada para implementar ataques/testes mais rapidamente. O framework realiza isso executando casos de teste sobre o daemon de espaço do usuário hostap.

Visão geral do Daemon Wi-Fi e dos componentes do Framework.

Se você é novo na realização de experimentos Wi-Fi no Linux, é altamente recomendável ler primeiro o Tutorial Linux libwifi. Quando você está implementando ataques Wi-Fi básicos sem a necessidade de reutilizar funcionalidades do Linux, o framework oferece vantagens limitadas e você pode considerar implementar ataques diretamente no Scapy e opcionalmente usar a biblioteca libwifi.

Uso

Para usar o framework:

Instale-o executando ./setup.sh. Veja setup para saber o que este script faz.
Leia o tutorial de uso.

Exemplo

Digamos que você queira testar se um cliente criptografa quadros usando uma chave toda zerada. Isso pode acontecer durante um ataque de reinstalação de chave. Usando o framework, você não precisa reimplementar toda a funcionalidade de um ponto de acesso, mas apenas precisa escrever o seguinte caso de teste:

class ExampleKrackZerokey(Test):
	name = "example-krack-zero-key"
	kind = Test.Authenticator

	def __init__(self):
		super().__init__([
			# Replay 4-Way Handshake Message 3/4.
			Action( trigger=Trigger.Connected, action=Action.Function ),
			# Receive all frames and search for one encrypted with an all-zero key.
			Action( trigger=Trigger.NoTrigger, action=Action.Receive ),
			# When we receive such a frame, we can terminate the test.
			Action( trigger=Trigger.Received, action=Action.Terminate )
		])


	def resend(self, station):
		# Resend 4-Way Handshake Message 3/4.
		station.wpaspy_command("RESEND_M3 " + station.clientmac )


	def receive(self, station, frame):
		if frame[Dot11].addr2 != station.clientmac or not frame.haslayer(Dot11CCMP):
			return False

		# Check if CCMP-encrypted frame can be decrypted using an all-zero key
		plaintext = decrypt_ccmp(frame.getlayer(Dot11), tk=b"\x00"*16)
		if plaintext is None: return False

		# We received a valid plaintext frame!
		log(STATUS,'Client encrypted a frame with an all-zero key!', color="green")
		return True

O caso de teste acima criará um ponto de acesso ao qual os clientes podem se conectar. Após o cliente se conectar, uma nova 3ª mensagem no handshake de 4 vias será enviada ao cliente. Um cliente vulnerável começará a usar uma chave de criptografia toda zerada, o que o caso de teste detecta automaticamente.

Você pode executar o caso de teste acima usando rádios Wi-Fi simulados da seguinte forma:

./setup/setup-hwsim.sh 4
source setup/venv/bin/activate
./run.py wlan1 example-krack-zero-key

Você pode conectar-se ao ponto de acesso criado para testá-lo (rede testnetwork com senha passphrase):

./hostap.py wlan2

Alterando a configuração de rede, este AP pode ser facilmente configurado para usar WPA2 ou WPA3 e/ou pode ser configurado para usar autenticação empresarial, sem fazer alterações no caso de teste que escrevemos! Benefícios adicionais de usar o framework neste exemplo são:

Não há necessidade de transmitir beacons manualmente
O estágio de autenticação e associação é tratado pelo framework
O handshake WPA2 e/ou WPA3 é tratado pelo framework
Pacotes injetados serão retransmitidos automaticamente pelo kernel Linux
Pacotes enviados para o AP serão confirmados
O modo de suspensão do cliente é tratado automaticamente pelo kernel
...

Veja uma descrição detalhada de todos os nossos exemplos para mais exemplos.

Publicações

Este trabalho foi publicado na ACM Conference on Security and Privacy in Wireless and Mobile Networks (WiSec '21):

DEMO: Um Framework para Testar e Fuzzer Dispositivos Wi-Fi (pdf)

Trabalhos que usaram este framework ou um similar:

wifi-framework

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